Строительные материалы

  Вариант №8 

  

1. Изложить  сущность работ по флюатированию  камня кремнийорганическими соединениями.
2. Перечислите и кратко охарактеризуйте изделия, изготовленные способом литья и широко применяемые в строительстве. Приведите рисунки некоторых изделий из чугуна.
3. Чем объясняется коррозия затвердевшего цементного камня в минерализованных водах?
4. Перечислите, кратко охарактеризуйте и укажите область применения герметизирующих материалов.
5. Укажите роль пигментов в красочных составах.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1. Изложить сущность работ по флюатированию камня кремнийорганическими соединениями. 

  Каменные  материалы в эксплуатации непрерывно подвергаются воздействию окружающей среды. От действия ветра одинаково разрушаются горные породы верхних слоев земной коры и каменные материалы строительных конструкций. Вредное воздействие атмосферных осадков, газов и пыли, содержащихся в воздухе, попеременное увлажнение и высыхание, сильные морозы и солнечный нагрев – все эти факторы сокращают сроки службы каменных строительных материалов и резко ухудшают их декоративные качества. Поверхности мрамора и известняков интенсивно разрушаются сернистыми газами, находящимися в воздухе. Лишайники и мхи, растущие на камне, извлекают для питания щелочные соли и выделяют органические кислоты. Вызывающие биологическое разрушение камня. Особенно быстро понижается качество пористых белых каменных материалов, применяемых для наружной облицовки, - пильных известняков и ракушечников.

  Правильное  и своевременное применение защитных мер повышает срок службы каменных материалов, сохраняет их декоративные качества и естественную окраску на долгое время. Выбор защитных мероприятий зависит от особенностей каменного материала и условий его работы. Чем больше пористость материала, тем сильнее на него воздействуют факторы разрушения.

  Самый надежный способ защиты строительных материалов от разрушения – исключение возможности проникания в них  воды. К конструктивным мероприятиям относятся применение материалов с  полированной поверхностью, обеспечивающей быстрый сток воды. К химическим способам относят уплотнение поверхности материала путем пропитки водным раствором веществ (например, солей кремнефтористоводородной кислоты), вступающих в химическое взаимодействие с минералом камня, при котором растворимое вещество минерала переходит в нерастворимое состояние. Такой метод защиты называется флюатированием.  

Флюатирование камня—обработка фторидными соединениями поверхности каменных зданий с целью предохранения от преждевременного разрушения.  

  Для этого используют гексафторсиликаты магния Mg[SiF(>] и цинка ZnISiF6. В результате химической реакции ионы кальция, находящиеся на поверхности, превращаются в малорастворимый CaF;. Пленка этого соединения и выполняет защитную функцию. Поверхность железобетонных изделий флюатируют 3,5—7%-ным раствором кислоты H2SiF6. Кроме того, для этой цели предложено также использовать сухой газообразный HF под давлением 0,4—0,6 МПа. В результате образуется SiF4, который при взаимодействии с находящимся в бетоне Са(ОН)з дает малорастворимый CaF; и гель кремниевой кислоты SiO; nН2О, также малорастворимый. Оба они и выполняют функцию защиты бетона. Химическая стойкость бетона резко возрастает, особенно в агрессивных средах. Водопоглощение камня, обработанного химическим способом, значительно понижается.

        Идея  кремнефторизации поверхности  камней принадлежит  великому русскому ученому  Д.И. Менделееву, способы  же применения ее в  строительстве разработаны  Н.А. Белелюбским.    

  2. Перечислите и кратко охарактеризуйте изделия, изготовленные способом литья и широко применяемые в строительстве. Приведите рисунки некоторых изделий из чугуна. 

   Литейное производство, одна из отраслей промышленности, продукцией которой являются отливки, получаемые в литейных формах при заполнении их жидким сплавом. Годовой объём производства отливок в мире превышает 80 млн. т. Широкое применение отливок объясняется тем, что их форму легче приблизить к конфигурации готовых изделий, чем форму заготовок, производимых др. способами, например ковкой. Литьём можно получить заготовки различной сложности с небольшими припусками, что уменьшает расход металла, сокращает затраты на механическую обработку и, в конечном счёте, снижает себестоимость изделий. Литьем могут быть изготовлены изделия практически любой массы - от нескольких г до сотен т, со стенками толщиной от десятых долей мм до нескольких м. Основные сплавы, из которых изготовляют отливки: серый, ковкий и легированный чугун (до 75% всех отливок по массе), углеродистые и легированные стали (свыше 20%) и цветные сплавы (медные, алюминиевые, цинковые и магниевые).

        В процессе литья  из расплавленного металла получают изделия, по форме и размерам соответствующие  литейной форме. Формы изготавливают  из различных формовочных смесей – земли, измельченного кварцевого песка, гипса, металла и огнеупорных масс. Форму получают с помощью составной модели, строго соответствующей размерам и конфигурации будущего изделия.

  Для строительных целей на заводах отливают преимущественно из чугуна опорные  части колонн, водопроводные и канализационные трубы, ванны, радиаторы, отопительные котлы, улитки для насосов, станины, печную арматуру, архитектурно-художественные детали,  и др.

  Область применения литых деталей непрерывно расширяется. 
 

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  3. Чем объясняется коррозия затвердевшего цементного камня в минерализованных водах? 

  Бетон в  инженерных сооружениях в процессе эксплуатации может подвергаться агрессивному воздействию  минерализованных вод. 

Коррозия  цементного камня  минерализованных вод – разрушение цементного камня водой, содержащей соли, способные вступать в обменные реакции с его составляющими. 

  Коррозия  второго вида происходит при действии на цементный камень бетона минерализованных вод, содержащих химические соединения, которые вступают в обменные реакции  с составляющими цементного камня. Образующиеся при этом продукты реакции либо легко растворяются и уносятся водой, либо выделяются в виде аморфной массы, не обладающей связующими свойствами

  Морская вода, вода соленых озер, хлорированная  вода, а также грунтовые воды, содержащие MgCl₂, MgSO₄, NaCl и другие соли, разрушающе действуют на цементный камень. Так, при воздействии на цементный камень вод, содержащих хлористый магний, последний взаимодействует с гидрооксидом кальция цементного камня:

  Ca(OH)₂+MgCl₂=CaCl₂+ Mg(OH)₂.

  Образовавшийся  в результате реакции хлористый кальций обладает хорошей растворимостью и быстро вымывается из бетона; остающийся гидрооксид магния представляет собой аморфное вещество, не обладающее связующими свойствами.

  Природные грунтовые воды обычно содержат свободную  углекислоту CO₂ и её соли, главным образом Ca(HCO₃)₂. Эти соли не опасны для цементного камня, но свободная (агрессивная) углекислота разрушает его. Вначале растворенная углекислота взаимодействует с гидрооксидом кальция, образуя трудно растворимый углекислый кальций, который уплотняет поверхность цементного камня. Однако при высоком содержании в воде свободная углекислота вступает в реакцию с углекислым кальцием:

  CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca(HCO₃)₂.

  В результате образуется легкорастворимый в воде бикарбонат кальция, который вымывается из бетона, образуя пустоты в камне и увеличивая водопроницаемость бетона. Таким образом, основной причиной и второго вида коррозии является присутствие в цементном камне свободного гидрооксида кальция. 
 
 

4. Перечислите, кратко охарактеризуйте и укажите область применения герметизирующих материалов.

Герметик - материал, который при переходе в рабочее состояние в присутствии химических агентов, влаги или кислорода отверждаются с образованием пространственных химических структурных связей.

  Герметизирующие составы, герметики, материалы на основе различных полимеров, предназначены для нанесения на болтовые, заклёпочные и др. соединения металлических конструкций, приборов, агрегатов, для уплотнения стыков между панелями наружных стен зданий с целью обеспечения их непроницаемости. Кроме полимера, герметизирующие составы содержат обычно наполнители, вулканизующие агенты  или отвердители и др. компоненты. Герметизирующие составы применяют в виде паст, замазок или растворов в органических растворителях. Герметизирующий материал образуется непосредственно на соединительном шве в результате вулканизации (отверждения) полимерной основы герметизирующего состава или испарения растворителя.

  Основные  требования к герметизирующим составам: прочность и эластичность; высокая адгезия к металлам; устойчивость к действию рабочих сред (керосин, бензин, масла, спирт, кислоты, щёлочи, вода и др.); тепло- и морозостойкость; кроме того, герметизирующие составы не должны вызывать коррозии металлов. Герметизирующие составы, применяемые для защиты радиоэлектронной аппаратуры, должны обладать высокими электроизоляционными свойствами.

  Наиболее  распространённые герметизирующие  составы изготовляют на основе полисульфидных каучуков (например, Г. с. типа У-30, УТ-32) и кремнийорганических каучуков (например, Г. с. типа виксинт, ВПГ, сильпен).

  Для нужд сборного домостроения выпускают  герметизирующие материалы в виде мастик и эластичных прокладок (гернит, изол, пороизол и др.), а также гидроизоляционные полимерные плёнки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Укажите роль пигментов в красочных составах. 

 Лакокрасочные материалы состоят из двух основных компонентов – сухого вещества и связующего. В состав сухого вещества входят пигменты и наполнители, а в состав связующего – разнообразные виды связующего и растворители. 

Пигменты  – это тонко измельченные цветные порошки минерального или органического происхождения, нерастворимые в воде и в органических растворителях (масло, скипидар, спирты), но способные при равномерном смешивании с ними образовывать красочные составы. 

  В строительстве применяют главным  образом минеральные пигменты, обладающие большой стойкостью к атмосферным, химическим, световым воздействиям, что особенно важно при окраске наружных поверхностей и санитарно-технических помещений и устройств.

В художественно-оформительских работах применяют в основном минеральные пигменты, обладающие большой  стойкостью к атмосферным, химическим и световым воздействиям, что особенно важно при выполнении наружной наглядной агитации. На основе органических пигментов, которые уступают по прочности минеральным, но обладают достаточной светостойкостью, т.е. не выгорают и не меняют цвета под воздействием солнечных лучей, приготовляются красочные составы для работы внутри помещений.

  По  происхождению пигменты разделяют на природные  и искусственные.

  Природные пигменты получают путем несложной механической переработки (размола, просева) глинистых пород, содержащих окислы железа, например железного сурика, мумии, охры и др. Эти пигменты прочны, устойчивы к атмосферным воздействиям и свету, обладают не яркими, но самыми разнообразными оттенками. Название пигмент получает, как правило, в зависимости от места его добычи (архангельская коричневая, серпуховская красная, подольская черная и т.д.). Для получения различных оттенков пигменты природного происхождения подвергают не только механической, но и термической обработке (прокаливанию) при различных температурах. Так, из охры светлой получают охру красную, из сиены и умбры натуральных - сиену и умбру жженые.

  Искусственные пигменты вырабатываются на заводах, иногда путем сложных химических процессов. Пигменты, получаемые таким образом, отличаются постоянным химическим составом и структурой, яркостью, чистотой и насыщенностью цвета, который, как и в естественных пигментах, обусловлен соединениями различных металлов. Поэтому их называют искусственными минеральными пигментами - это разного вида белила, кроны, зелень и др.